3.3.3過渡晶體與混合型晶體課件高二上學(xué)期人教版化學(xué)選擇性必修2

第三節(jié)

金屬晶體與離子晶體第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第3課時

過渡晶體與混合型晶體人教版選擇性必修2思考：那么，晶體類型之間存在絕對的界限嗎？

我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了分子晶體、共價晶體、金屬晶體和離子晶體等四類典型晶體。共價晶體金屬晶體離子晶體分子晶體CO2NaClSiO2Cu事實上，純粹的典型晶體是不多的！大多數(shù)晶體是它們之間的過渡晶體。過渡晶體和混合型晶體的結(jié)構(gòu)特點與性質(zhì)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、知道介于典型晶體之間的過渡晶體及混合型晶體是普遍存在的。2、了解過渡晶體，掌握石墨這一混合型晶體的結(jié)構(gòu)特點?！局攸c難點】近代實驗表明，純粹的離子鍵是不存在的，絕大多數(shù)離子鍵都不是典型的，只是離子鍵占優(yōu)勢而已。

例如：銫的電負性為0.7，而氟的電負性為4.0，兩者之差是所有元素中電負性差值最大的，因此氟化銫(CsF)是典型的離子晶體。

但Cs﹢與F﹣的結(jié)合也不完全是純靜電作用，仍有部分共價性質(zhì)。其離子鍵成分占92%，其余8%為共價鍵成分。這說明即便是像銫和氟這樣典型的金屬和典型的非金屬形成化學(xué)鍵時，成鍵原子軌道之間依然有部分重疊。（重疊部分會形成共價鍵）③晶體性質(zhì)偏向某一晶體類型的過渡晶體通常當(dāng)作該晶體類型處理。①四種典型晶體類型都存在過渡晶體。介于某兩種晶體類型之間的晶體。1、過渡晶體(1)定義：②離子晶體和共價晶體的過渡標(biāo)準(zhǔn)是化學(xué)鍵中離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)。離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)大，作為離子晶體處理，離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)小，作為共價晶體處理。(2)過渡晶體要點：提示：離子鍵的百分?jǐn)?shù)是依據(jù)電負性的差值計算出來的，電負性差值越大，離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)越大。電負性差值大于1.7通常形成離子鍵。電負性差值小于1.7通常形成共價鍵。離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)更小，共價鍵不再貫穿整個晶體，離子鍵的百分?jǐn)?shù)大于50%,當(dāng)作離子晶體處理離子鍵的百分?jǐn)?shù)小于50%，偏向共價晶體,當(dāng)作共價晶體處理第三周期元素幾種氧化物的化學(xué)鍵中離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)是分子晶體一般,當(dāng)電負性的差值>1.7時，離子鍵的百分?jǐn)?shù)大于50%。可認(rèn)為是離子晶體。電負性差值越大，離子鍵的百分?jǐn)?shù)越大。1.正誤判斷(1)純粹的典型晶體是沒有的(

)(2)離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)是依據(jù)電負性的差值計算出來的，差值越大，離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)越小(

)(3)在共價晶體中可以認(rèn)為共價鍵貫穿整個晶體，而在分子晶體中共價鍵僅局限于晶體微觀空間的一個個分子中(

)(4)四類晶體都有過渡型(

)(5)Al2O3晶體中存在離子鍵，屬于離子晶體(

)√××√×【課堂練習(xí)】2、下列氧化物中所含離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)最小的是()A．N2O3B．P2O3C．As2O3 D．Bi2O3A思考：金剛石和石墨同是碳單質(zhì)的晶體，它們的性質(zhì)存在哪些異同？金剛石部分物理性質(zhì)熔點莫氏硬度導(dǎo)電性3550℃10無石墨部分物理性質(zhì)熔點莫氏硬度導(dǎo)電性3850℃1有思考：為什么會存在這些差異？因為金剛石是共價晶體，而石墨屬于???晶體共價晶體熔點很高質(zhì)地堅硬不能導(dǎo)電？晶體熔點很高

質(zhì)地較軟

能導(dǎo)電碳原子均采取sp2雜化，形成平面六元并環(huán)結(jié)構(gòu)。層內(nèi)C原子以共價鍵結(jié)合，層間靠范德華力維系。石墨的層狀結(jié)構(gòu)范德華力共價鍵①石墨性質(zhì)特征：熔點高、質(zhì)軟、能導(dǎo)電共價晶體特征金屬晶體特征石墨晶體中的二維平面結(jié)構(gòu)石墨的層狀結(jié)構(gòu)石墨結(jié)構(gòu)中未參與雜化的p軌道層平面每個C原子周圍連接3個C，共價鍵的鍵長很短，鍵能很大，石墨的熔點很高。層與層之間靠范德華力維系，作用力弱，容易滑動，所以石墨質(zhì)軟，可作潤滑劑。層中每個碳原子均剩余一個未參與雜化的2p電子，所有的p軌道平行重疊，形成離域大π鍵，這些p軌道中的電子可在整個層平面中運動。類似共價晶體類似分子晶體石墨能導(dǎo)電，類似金屬晶體離域大π鍵:多個平行的p軌道肩并肩重疊而成的鍵，簡稱大π鍵②石墨晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)2、混合型晶體（1）混合型晶體定義：

像石墨這樣，既有共價鍵又有范德華力，同時還存在類似金屬鍵的作用力，兼具共價晶體、分子晶體、金屬晶體特征的晶體，稱為混合型晶體。（石墨晶體是一種典型的混合型晶體）石墨晶體是一種典型的混合型晶體。所以石墨的導(dǎo)電性只能沿石墨平面方向。注意：由于相鄰碳原子平面之間相隔較遠，電子不能從一個平面跳躍到另一個平面。

石墨在同一平面(同層中)每個碳原子均剩余一個未參與雜化的2p軌道，所有的p軌道平行重疊，形成離域大π鍵，這些p軌道中的電子可在整個碳原子平面中運動。所以石墨中的大π鍵具有類似“電子氣”的性質(zhì)，因此石墨能導(dǎo)電(類似金屬晶體的導(dǎo)電性)。思考：石墨為什么能導(dǎo)電？解析：在石墨的層狀結(jié)構(gòu)中。層與層之間靠分子間作用力（范德華力）結(jié)合，作用力非常小，因此層與層之間可以相對滑動。當(dāng)石墨與其他物體接觸時，這種層狀結(jié)構(gòu)可以起到潤滑作用，從而減少摩擦，所以石墨具有潤滑性。思考：石墨為什么具有潤滑性？①石墨中所有碳原子均采取_______，形成____________結(jié)構(gòu)②石墨中C與C-C個數(shù)比為________。sp2雜化平面六元并環(huán)金剛石中碳原子均采取_______，形成____________結(jié)構(gòu)sp3雜化三維骨架2︰3金剛石中C與C-C個數(shù)比為________。1︰2（2）石墨與金剛石的比較：金剛石的晶體結(jié)構(gòu)石墨晶體中的二維平面結(jié)構(gòu)③質(zhì)量相同的金剛石與石墨，兩者碳原子的個數(shù)比為_______兩者碳碳鍵的個數(shù)______。石墨比金剛石質(zhì)軟，熔點高，更穩(wěn)定1︰14︰3石墨中每個C原子參與了

個C-C和

個六元環(huán)（６個原子共平面）的形成；石墨晶體中最小環(huán)為六元環(huán)，每個鍵被

個C原子共用，每一個六元環(huán)平均占6×1/3=2個C原子，6×1/2=3個C-C鍵；

所以石墨中C與C-C個數(shù)比為________2︰3332【問題】通過對過渡型晶體、混合型晶體的討論，你對晶體類型有何認(rèn)識？對事物的簡單分類，盡管條理鮮明，但可能只是概括了最典型的事實。許多晶體不能被簡單的歸類到四種晶體的某一類。一種結(jié)晶形碳,灰黑色，成葉片狀、鱗片狀和致密塊狀。質(zhì)軟,具滑膩感，能導(dǎo)電?；瘜W(xué)性質(zhì)不活潑，耐腐蝕，在空氣或氧氣中強熱可以燃燒生成CO2。石墨可用作潤滑劑，可用于制造坩堝、電極、鉛筆芯等。

石墨用途石墨電極石墨坩堝C70C540C240碳納米管單層石墨片C60幾種碳單質(zhì)SiO44-Si2O76-單鏈雙鏈六元環(huán)(SiO3)612-硅酸鹽是地殼巖石的主要成分。硅酸鹽的陰離子結(jié)構(gòu)豐富多樣，既有有限數(shù)目的硅氧四面體構(gòu)建的簡單陰離子，如SiO44－、Si2O76－、(SiO3)612－（六元環(huán)）等，也有以硅氧四面體為結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成一維、二維、三維無限伸展的共價鍵骨架。金屬離子則以離子鍵與陰離子或陰離子骨架結(jié)合。部分Si被Al取代則得到鋁硅酸鹽。資料卡片——硅酸鹽課本P913、以下有關(guān)石墨晶體的說法中，其中錯誤的有(

)①石墨中僅存在分子間作用力②石墨是混合型晶體③石墨中的C原子為sp2雜化④石墨熔點、沸點都比金剛石低⑤石墨中碳原子數(shù)和C－C數(shù)之比為1:2⑥石墨和金剛石的硬度相同⑦石墨層內(nèi)導(dǎo)電性和層間導(dǎo)電性不同⑧每個六元環(huán)完全占有的碳原子數(shù)是2A．①③⑤⑧ B．②③⑦⑧ C．①④⑤⑥ D．③④⑤⑥C【課堂練習(xí)3】【課堂練習(xí)4】4、下列能說明石墨具有分子晶體的性質(zhì)的是()A．晶體能導(dǎo)電 B．熔點高C．硬度小 D．燃燒產(chǎn)物是CO2C【課堂練習(xí)5】5、石墨烯是從石墨材料中剝離出來，由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體。下列關(guān)于石墨與石墨烯的說法中正確的是()A．從石墨中剝離出石墨烯需要破壞化學(xué)鍵B．石墨中的碳原子采取sp2雜化，每個sp2雜化軌道含s軌道與p軌道C．石墨屬于混合型晶體，層與層之間存在分子間作用力；層內(nèi)碳原子間存在共價鍵;石墨能導(dǎo)電D．1mol石墨烯中含有的六元環(huán)個數(shù)為NAC6、氮化硼(BN)晶體有多種相結(jié)構(gòu)。六方相氮化硼是通常存在的穩(wěn)定相，與石墨相似，具有層狀結(jié)構(gòu)，可作高溫潤滑劑；立方相氮化硼是超硬材料，有優(yōu)異的耐磨性。它們的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示，下列關(guān)于這兩種晶體的說法正確的是()A．六方相氮化硼與石墨一樣可以導(dǎo)電B．立方相氮化硼含有σ鍵和π鍵，所以硬度大C．兩種晶體均為分子晶體D．六方相氮化硼晶體層內(nèi)一個硼原子與相鄰氮原子構(gòu)成的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形【課堂練習(xí)6】D7、碳元素的單質(zhì)有多種形式，如圖所示，依次是C60、石墨和金剛石的結(jié)構(gòu)圖：回答下列問題：(1)金剛石、石墨、C60、碳納米管等都是碳元素的單質(zhì)形式，它們互為_____________。(2)金剛石、石墨烯(指單層石墨)中碳原子的雜化方式分別為____、____。同素異形體sp3sp2【課堂練習(xí)7】(3)C60屬于_____晶體，石墨屬于____